【摘要】：蚜蟲是具刺吸式口器的昆蟲,數(shù)量龐大、繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng),并具有傳播植物病毒的能力,是世界范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)害蟲。豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)隸屬于蚜總科的蚜科(Aphididea),是第一個(gè)被測(cè)序的蚜蟲,也是首個(gè)被測(cè)序的不完全變態(tài)昆蟲。不同于其它昆蟲,豌豆蚜基因組缺失了大量的免疫相關(guān)基因。盡管如此,豌豆蚜的免疫系統(tǒng)仍能夠有效地對(duì)抗病原菌的入侵。具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)域的絲氨酸蛋白酶(serine proteases)在昆蟲的胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化、消化代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫防御等過程中起重要作用。本研究利用RNA干擾技術(shù)對(duì)絲氨酸蛋白酶ACYPI4531基因進(jìn)行干擾,并分別檢測(cè)了不同細(xì)菌及真菌對(duì)豌豆蚜感染后ACYPI4531表達(dá)量變化、感染后豌豆蚜的死亡率、體內(nèi)的細(xì)菌數(shù)、真菌孢子數(shù)和豌豆蚜體內(nèi)的酚氧化酶(phenoloxidase,PO)活力。主要結(jié)果如下:1對(duì)絲氨酸蛋白酶ACYPI4531進(jìn)行了生物信息學(xué)分析,并進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè),結(jié)果顯示絲氨酸蛋白酶ACYPI4531具有含發(fā)夾結(jié)構(gòu)域的絲氨酸蛋白酶的典型結(jié)構(gòu)特征。2在感染細(xì)菌金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)和真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)后,豌豆蚜絲氨酸蛋白酶ACYPI4531的表達(dá)量在不同的時(shí)間點(diǎn)均有不同程度的上調(diào),說明絲氨酸蛋白酶ACYPI4531可能參與豌豆蚜的免疫防御反應(yīng)。3將ACYPI4531基因干擾之后再感染S.aureus、P.aeruginosa和B.bassiana,豌豆蚜的存活率在感染菌后與對(duì)照組相比,略低于對(duì)照組但沒有明顯的差異;其次,蚜蟲體內(nèi)細(xì)菌在豌豆蚜體內(nèi)增殖變快,體內(nèi)真菌孢子數(shù)目也顯著高于處理組,進(jìn)一步說明絲氨酸蛋白酶ACYPI4531參與豌豆蚜的免疫反應(yīng)。4豌豆蚜體內(nèi)的PO的活力在ACYPI4531基因干擾后下降,說明ACYPI4531參與血淋巴黑化反應(yīng)。結(jié)論:絲氨酸蛋白酶ACYPI4531一定程度上參與了豌豆蚜對(duì)細(xì)菌及真菌的免疫防御反應(yīng)。干擾ACYPI4531能夠有效降低豌豆蚜體內(nèi)PO的活力,說明絲氨酸蛋白酶ACYPI4531參與了豌豆蚜酚氧化酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S433.3
【圖文】：

2圖 1-1 豌豆蚜免疫通路示意圖（Gerardo et al. 2010）Fig. 1-1 Immune pathways of the pea aphid（Gerardo et al. 2010）注：與其它昆蟲的主要免疫途徑中相關(guān)基因相比，在蚜蟲中，缺失的 IMD 途徑成員（用紅線）包括 PGRP 和信號(hào)傳導(dǎo)的 IMD 等相關(guān)基因。Compared with related genes in the main ipathways of other insects, in A. pisum, important signaling IMD, dFADD, Dredd, Rel and othelines) include those involved in pathogen recognition of PGRP are missing.與其它昆蟲相比，豌豆蚜體內(nèi)還缺少了抗菌肽。昆蟲體內(nèi)有多種抗菌肽，在病原微生物的誘導(dǎo)后，與基礎(chǔ)水平相較而言，昆蟲體內(nèi)的抗菌肽可成百上千倍的但在豌豆蚜體內(nèi)卻沒有抗菌肽的表達(dá)，無(wú)論是常見的防御素（defensin），還是天（cecropin）（Gerardo et al. 2010）。除此之外，豌豆蚜中還缺少溶菌酶（lysozym這種用于水解細(xì)菌細(xì)胞壁中特定糖苷鍵的水解酶，其中主要缺失的是 C 型溶菌酶

構(gòu)、精蛋白（SEA）結(jié)構(gòu)、Wonton 結(jié)構(gòu)、CUB（C1r/C1s、Uegf、Bmp1）結(jié)構(gòu)、Frizzle 結(jié)構(gòu)和跨膜結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)（Cao et al. 2017），以岡比亞按蚊（Anopheles gambiae）為例，其結(jié)構(gòu)示意圖如（圖1-2）所示。而 clip 絲氨酸蛋白酶序列中存在三個(gè)保守序列（TAAHC、DIAL、GDSGG），一般由 37-55 個(gè)氨基酸組成，半胱氨酸富集區(qū)中 6 個(gè)保守的半胱氨酸形成 3 個(gè)二硫鍵，構(gòu)成其發(fā)夾結(jié)構(gòu)域，并預(yù)測(cè)絕對(duì)保守的 Cys1 和Cys5，Cys2 和 Cys4 以及 Cys3 和 Cys6 分別形成二硫鍵，由于 Cys 殘基之間的區(qū)域中具有顯著的序列變異性，該結(jié)構(gòu)域可以廣義定義為 CX1-14CX3-10CX8-36CX4-18CC（Caoet al. 2015）。Cys1、Cys2 和 Cys5、Cys6 位于形成反向平行 β-折疊的三條 β-鏈中，并且為 Cys3 和 Cys4 之間的區(qū)域提供了獨(dú)特的序列特征

如黑腹果蠅中的 Grass 酶（Kellenberger et al. 2011）、煙草天蛾（Manducasexta）中的 PAP2 酶（Wang et al. 2007）和大黑鰓金龜（Holotrichia diomphalis）中的PPAF2（Piao et al. 2007）（圖1-3）。已知結(jié)構(gòu)的發(fā)夾結(jié)構(gòu)域中的疏水空腔，可與其它蛋白質(zhì)結(jié)合從而有助于定位或調(diào)節(jié) clip 絲氨酸蛋白酶級(jí)聯(lián)的組分（Piao et al. 2014）。

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本文編號(hào)：2800990